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RELATORIO.LEI.DE.HOOKE- 2EXPERIMENTO

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Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SERGIPE 
 PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO 
 CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGICAS 
 DEPARTAMENTO DE FÍSICA 
 
 
 
 
 LEI DE HOOKE 
 DOCENTE: DIVANIZIA DO NASCIMENTO SOUZA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ARACAJU-SE 
 2021 
DISCENTES: 
Erick Tavares Andrade 
Karen Aisha Moura Santos 
Milleny Christie Oliveira Ereias 
Vinicius Nascimento de Menezes 
 
 
 
 
 
 SÚMARIO 
1. INTRODUÇÃO......................................... 
2. REFERENCIAL EXPERIMETAL………………….. 
3. APRESENTAÇÃO DA RESOLUÇÃO…………… 
4. TABELA DE DADOS………………………………… 
5. GRÁFICOS……………………………………………… 
6. TÓPICO DE DISCUSSÃO…………………………. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIVANIZIA DO NASCIMENTO SOUZA
O relatório está incompleto; principalmente porque não foram informados os valores calculadas as constantes de elasticidade das molas com ou sem associação.
 INTRODUÇÃO 
 
 Para realizar o segundo experimento do curso, usaremos como 
base a “LEI DE HOOKE”, na qual é “uma lei da física que descreve a força 
restauradora que existe em vários sistemas quando comprimidos ou 
distendidos.” 
 
 (1) Lei de Hooke aplicada a uma mola: 
 
 Fel = -k . Δx 
- Fel ; força elástica (N) 
- Constante elástica (K) 
- Unidade (N/m) 
- Elongação (Δx) 
- Posição distendida e a posição inicial da mola (x0) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIVANIZIA DO NASCIMENTO SOUZA
que
 
 REFERENCIAL EXPERIMENTAL 
i. Coloque uma mola suspensa e, sem nenhuma força externa 
aplicada, determine a posição da extremidade da mola, 
definida como origem (X0); 
 
ii. Pendure no porta-pesos uma massa conhecida e anote o valor 
de X que corresponde à deformação da mola; 
 
 
iii. Retire o porta-pesos e refaça a medida ii mais 2 vezes. 
 
iv. Complete a tabela medindo as deformações causadas para 
outros 4 valores diferentes de massa, colocadas nos porta 
pesos, tomando o cuidado de medir 3 vezes em cada caso e 
de não ultrapassar o limite elástico da mola, para não a 
deformar permanentemente; 
 
v. Ao retirar as massas, observe se a posição da extremidade da 
mola sem deformação, ou seja, x0, sofreu alguma variação; 
 
vi. Repita os procedimentos anteriores para a segunda mola. 
 
Também foi utilizado o vídeo “10. MECÂNICA- Constante Elástica 
molas”, do Prof. Dr. Guilherme Pereira da Silva. 
 
 
 
 
 
 APRESENTAÇÃO DA RESOLUÇÃO 
 
 Para realizar o experimento nós começamos com o vídeo “10. 
MECÂNIA- Constante Elástica molas”, no qual o professor traz a 
introdução do funcionamento das molas, em seguida entra na questão 
de deformação aplicada por uma força na determinada mola, sendo 
caracterizada como a lei de Hooke que ajudara a achar a deformação 
dessa mola. 
 Iniciamos com o cálculo separando 4 massas diferentes, obtivemos a 
média de determinadas, em seguida usamos a variação entre as 3 
medidas para achar a deformação média da mola. Logo após usamos os 
dados obtidos para calcular o desvio padrão, onde primeiro foi feito o 
cálculo com cada medida subtraindo-a com a média e elevando ao 
quadrado, após encontrar os valores, eles foram somados e divididos 
por 2, já que na fórmula apresenta que o valor será dividido por n-1 
sendo n o número total de medidas, após essa divisão a raiz quadrada 
foi extraída, obtendo o resultado. Para obter a incerteza utilizamos um 
valor de 0,0001, pois os instrumentos utilizados no laboratório são 
digitais resultando na decisão citada. 
 Com a tabela concluída nós utilizamos o aplicativo SciDavis para 
obter os gráficos, inserimos os valores de x e y nas colunas da tabela, 
escolhemos a opção “Dispersão”, e fizemos alguns ajustes. 
 
 
 
 
 
 
 
DIVANIZIA DO NASCIMENTO SOUZA
Em seguida, ele explica sobre a
DIVANIZIA DO NASCIMENTO SOUZA
quadrado. Após isso, foram calculados
DIVANIZIA DO NASCIMENTO SOUZA
De quê?
DIVANIZIA DO NASCIMENTO SOUZA
ajuda?
DIVANIZIA DO NASCIMENTO SOUZA
de
DIVANIZIA DO NASCIMENTO SOUZA
sendo
DIVANIZIA DO NASCIMENTO SOUZA
aborda sobre o
 TABELA DE DADOS 
 
 
1. Tabelas de Dados 
 Massa 
(kg) 
Peso 
(N) 
 Δx (m) Média 
(m) 
σa 
(m) 
σb 
(m) 
σc 
(m) 
Resultado de 
Δx (m) 
 Medida 1 Medida 2 Medida 3 
Massa 1 0,100 0,98 0,49 0,5 0,52 0,503 0,0062 0,0005 0,0108 0,5030 ± 0,0108 
Massa 2 0,125 1,225 0,62 0,63 0,65 0,633 0,0062 0,0005 0,0108 0,6330 ± 0,0108 
Massa 3 0,150 1,47 0,75 0,76 0,78 0,763 0,0062 0,0005 0,0108 0,7630 ± 0,0108 
Massa 4 0,175 1,715 0,89 0,90 0,92 0,903 0,0062 0,0005 0,0108 0,9030 ± 0,0108 
Massa 5 0,200 1,96 1,01 1,02 1,04 1,023 0,0062 0,0005 0,0108 1,0230 ± 0,0108 
 
Apostila de Laboratório de Física 1 – 20202/2 
Departamento de Física, Universidade Federal de Sergipe 7 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIVANIZIA DO NASCIMENTO SOUZA
Não é esperado que as incertezas estatísticas sejam iguais. Como esse cálculo foi feito?
Duas molas em 
paralelo 
Massa (kg) Peso 
(N) 
Δx (m) Média 
(m) 
σa (m) σb 
(m) 
σc (m) Resultado de 
Δx (m) 
 Medida 1 Medida 2 Medid 
a 3 
Massa 1 0,100 0,980 0,025 0,026 0,026 0,025 0,0004 0,0005 0,0006 
4 
(0,02515 ± 
0,00064) 
Massa 2 0,125 1,225 0,031 0,032 0,032 0,031 0,0004 0,0005 0,0006 
4 
(0,03135 ± 
0,00064) 
Massa 3 0,150 1,471 0,038 0,038 0,039 0,038 0,0002 
9 
0,0005 0,0005 
8 
(0,03820 ± 
0,00058) 
Massa 4 0,175 1,715 0,045 0,046 0,045 0,045 0,0002 
9 
0,0005 0,0005 
8 
(0,04535 ± 
0,00058) 
Massa 5 0,200 1,961 0,051 0,051 0,052 0,051 0,0002 
9 
0,0005 0,0005 
8 
(0,05102 ± 
0,00058) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
DIVANIZIA DO NASCIMENTO SOUZA
Informar os títulos das tabelas.
A incerteza desses resultados deveria ter a mesma quantidade de algarismos decimais da incerteza tipo B.
Duas 
molas 
em 
série 
Massa (k 
g) 
Peso 
 
(N) 
 Δx (m) Média ( 
m) 
σa 
(m) 
σb 
 
(m) 
σc 
(m) 
Resulta 
do de 
Δx (m) 
 
Medida 
1 
Medida 
2 
Medida 
3 
Massa 1 0,100 0,98 
0 
0,102 0,103 0,104 0,103 
0,000 
4 
04 
0,000 
5 
0,000 
6 
42 
(0,103458 
± 
0,000642) 
Massa 2 0,125 1,22 
5 
0,128 0,129 0,129 0,128 
0,000 
4 
08 
0,000 
5 
0,000 
6 
45 
(0,128126 
± 
0,000645) 
Massa 3 0,150 1,47 
1 
0,154 0,155 0,155 0,154 
0,000 
4 
08 
0,000 
5 
0,000 
6 
45 
(0,154156 
± 
0,000645) 
Massa 4 0,175 1,71 
5 
0,180 0,181 0,182 0,181 
0,000 
4 
04 
0,000 
5 
0,000 
6 
42 
(0,18178 
± 
0,000642) 
Massa 5 0,200 1,96 
1 
0,206 0,207 0,207 0,206 
0,000 
4 
08 
0,000 
5 
0,000 
6 
45 
(0,20665 
±0,000645) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 GRÁFICOS 
 
 ENTRE DUAS MOLAS 
 
 
 
 ENTRE MOLAS EM PARALELO 
 
• 
 
 ENTRE MOLAS EM SÉRIE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 TÓPICO DE DISCUSSÃO 
 
1. A partir dos dados obtidos, construa um gráfico da força peso em função da 
elongação para cada uma das molas avaliadas. Utilize g = 9,8 m/s2 para a 
aceleração da gravidade. Qual é o comportamento do gráfico? Podemos 
afirmar que as molas obedecem à Lei de Hooke? Por que? 
 Todos os gráficos se comportaram em retas, com algumas imperfeições 
decorrente a força aplicada. Obedece, pois a deformação é proporcional à 
força aplicada, e o coeficiente k é na verdade a constante, levando em 
consideração o erro experimental. 
2. Determine o valor do coeficiente angular da reta ajustada e, a partir dele, 
determine a constante elástica de cada mola; 
Coeficiente angular; Entre duas molas 0,025 ; 
 - Série 0,1 ; 
 - Paralelo 0,25. 
3. Qual a relação entre a constante elástica das molas e o diâmetro das 
mesmas? 
 Podemos analisar a relação entre a constante da mola e o diâmetro do 
enrolamento, quanto maior o diâmetro, menor o valor da constante da mola, 
portanto, a constante da mola representa a relação entre a resistência e a 
deformação. 
4. Diga qual é o significado físico da constante elástica de uma mola e o que ela 
indica; 
 O significado físico da constante da mola é definido da seguinte forma: se a 
constante da mola for, por exemplo, K = 10N / cm, significa que uma força de 
10N causa uma deformação de 1 cm na mola. Portanto, a constante elástica 
representa a força necessária para esticar o corpo em um determinado grau. 
 
 
DIVANIZIA DO NASCIMENTO SOUZA
Isso não foi discutido no experimento, não devendo constar nas conclusões.
DIVANIZIA DO NASCIMENTO SOUZA
Neste tópico, conforme a apostila fornecida, deveriam ser discutidos os seguintes tópicos:
1.	A partir dos dados obtidos nas tabelas, construa gráficos da força peso em função da elongação para cada uma das situações avaliadas, mola individual, associação em série e associação em paralelo. Utilize g = 9,8 m/s2 para a aceleração da gravidade. Qual é o comportamento dos gráficos? Podemos afirmar que as molas obedecem à Lei de Hooke? Por quê? 
2.	Determine o valor do coeficiente angular de cada reta ajustada e, a partir deste, determine a constante elástica da mola individual e das combinações de molas investigadas; 
3.	Qual a relação entre a constante elástica das molas e das combinações utilizadas? 
4.	Diga qual é o significado físico da constante elástica de uma mola e o que ela indica.
5. Enumere as dificuldades encontradas na execução do experimento e diga 
como estas dificuldades afetaram os dados obtidos; 
 Foi difícil alinhar a parte inferior da mola com o zero da régua milimetrada. 
Também é muito difícil ter a certeza do número da medicação, então usamos 
números aproximados. Ambas as dificuldades afetam a medição da 
deformação exata gerada na mola. 
6. Houve deformações permanentes na mola? 
 Teoricamente, sim. Como respondido na 4° questão explicamos que causa uma 
deformação na mola de 1 cm. Sabemos que força aplicada foi superior ao que a 
mola poderia aguentar sem sofrer nenhuma deformação. 
DIVANIZIA DO NASCIMENTO SOUZA
Não entendi
	PRÓ-REITORIA DE GRADUAÇÃO
	CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGICAS
	DEPARTAMENTO DE FÍSICA
	Erick Tavares Andrade
	Karen Aisha Moura Santos
	Milleny Christie Oliveira Ereias
	Vinicius Nascimento de Menezes
	INTRODUÇÃO
	REFERENCIAL EXPERIMENTAL
	APRESENTAÇÃO DA RESOLUÇÃO
	TABELA DE DADOS

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